摘要：您知道嗎：40％的企業(yè)IT經(jīng)理在其托管合同方面均比其最初的預(yù)期支付了更多的費用。這一統(tǒng)計數(shù)字呼吁業(yè)界亟待采用新的數(shù)據(jù)中心能源效率方法。但是如果在對于電力使用效率（PUE）的一致性定義、以及一套關(guān)于如何衡量電力使用效率的標(biāo)準(zhǔn)缺乏的前提下，將難以對一處數(shù)據(jù)中心的效率水平與另一處數(shù)據(jù)中心、及另一托管服務(wù)提供商的效率水平進(jìn)行比較。
ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)90.4最大設(shè)計機(jī)械負(fù)載組件
來源：ANSI / ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)90.4-2016，表6.2.1.1
ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)90.4最大設(shè)計電氣損耗組件
來源：ANSI / ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)90.4-2016，表8.2.1.1和表8.2.1.2
ASHRAE提出的最大MLC和ELC取決于多種因素，包括氣候區(qū)域(MLC)、IT設(shè)計負(fù)載和UPS配置(用于ELC)。平均而言，最大MLC為.45，最大ELC為.26。總而言之，這些指標(biāo)等于1.72的最大峰值PUE(或“設(shè)計PUE”)。
隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)界逐漸遵循新的ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)，還將同時推動2016年6月美國數(shù)據(jù)中心能源使用報告中針對年化PUE的“最佳實踐方案”的實施。在部分?jǐn)?shù)據(jù)中心，我們已經(jīng)實現(xiàn)了超大規(guī)模級別的效率。
部分PUE
部分PUE是僅衡量數(shù)據(jù)中心的一部分而非整體數(shù)據(jù)中心設(shè)施的一種度量。例如：
機(jī)械PUE，反映了冷卻系統(tǒng)單獨的效率。機(jī)械PUE對應(yīng)于ASHRAE的機(jī)械負(fù)載組件。
電氣PUE，反映了照明系統(tǒng)、變壓器和UPS的效率。這對應(yīng)于ASHRAE的電氣損耗部件。
機(jī)械PUE和電氣PUE加在一起等于總PUE。
您企業(yè)如何知道數(shù)據(jù)中心的PUE是否符合行業(yè)接受的定義?綠色網(wǎng)格組織建議：“為了使報告的PUE有意義，應(yīng)提供有關(guān)數(shù)據(jù)收集過程的其他信息。這包括有關(guān)收集數(shù)據(jù)的方式，收集數(shù)據(jù)的設(shè)備類型，報告值覆蓋的時間范圍以及收集各個數(shù)據(jù)點的頻率的信息。”
PUE如何影響數(shù)據(jù)中心的成本和可擴(kuò)展性
運營成本
電力成本通常占數(shù)據(jù)中心總運營成本的60-70%。因此，作為一家托管客戶，數(shù)據(jù)中心的能源效率將顯著影響您企業(yè)的利潤。
有助于您企業(yè)針對一處數(shù)據(jù)中心的電力成本與另一處進(jìn)行評估比較的指標(biāo)便是年化PUE，以及數(shù)據(jù)中心所在當(dāng)?shù)氐男в寐省Ｈ绻в寐氏嗤敲磾?shù)據(jù)中心年化PUE越低，成本就越低。這就假設(shè)能耗成本將直接從托管提供商轉(zhuǎn)嫁到您企業(yè)身上。
在標(biāo)準(zhǔn)托管定價模型中，每月能源成本用E表示，其中E是能源消耗量(以kWh計)乘以計量的效用(以每千瓦時為單位)再乘以PUE。當(dāng)PUE包含在成本方程中時，其對您企業(yè)每月的能源成本總體影響很大。
PUE如何影響托管成本：
每月能源成本=功耗x效用率x PUE
在評估托管服務(wù)提供商時，在租賃協(xié)議中尋求透明度，了解PUE乘數(shù)實際上是什么。詢問在怎樣的條件下您企業(yè)能夠有資格實際享有提供商宣稱的PUE;以及在怎樣的環(huán)境條件下，供應(yīng)商會按照高得多的PUE乘數(shù)值向您企業(yè)收取費用。
自然資源保護(hù)委員會(NRDC)在其關(guān)于數(shù)據(jù)中心能源使用的重要報告中建議，托管客戶應(yīng)該“根據(jù)實際空間和能源使用情況來協(xié)商定價模式，并探索重新協(xié)商現(xiàn)有條款的選擇”。NRDC報告還建議這些托管客戶完全遵循我們的建議：“詢問數(shù)據(jù)中心能源績效指標(biāo)，并將能源和環(huán)境績效作為數(shù)據(jù)中心服務(wù)采購總成本的一部分進(jìn)行考慮。”
PUE對您企業(yè)的托管成本會產(chǎn)生多大的不同?顯著性的差異如下表所示：
若考慮超過10年的租約，則PUE所產(chǎn)生的差異更為顯著：
資本成本和可擴(kuò)展性
年化PUE通過每月能源成本計算方程中所使用的PUE乘數(shù)直接影響到托管企業(yè)客戶的運營成本，但峰值PUE也可能會對托管客戶產(chǎn)生影響。回想一下，峰值PUE能夠告訴您需要部署多少電力和冷卻基礎(chǔ)設(shè)施來支持峰值期間的負(fù)載條件。因此，峰值PUE會影響資本成本，但不影響運營成本。資本成本等于在峰值負(fù)荷下建立支持?jǐn)?shù)據(jù)中心所需的基礎(chǔ)設(shè)施所需的資金數(shù)額。
當(dāng)然，托管客戶不直接承擔(dān)與數(shù)據(jù)中心建設(shè)相關(guān)的資本成本，但是在一定程度上，托管服務(wù)提供者一定會將部分轉(zhuǎn)嫁到企業(yè)客戶身上，以節(jié)約成本，具有較低峰值PUE(因此得以降低資本成本)的供應(yīng)商可以實現(xiàn)更多的節(jié)省。
如果您有機(jī)會在既定的托管設(shè)施中擴(kuò)展您的IT負(fù)載(要么通過擴(kuò)展您實際的物理占地面積要么是在現(xiàn)有空間內(nèi)增加密度)，則峰值PUE也很重要。峰值PUE越低(數(shù)據(jù)中心設(shè)計的能源效率越高)，總的效用負(fù)荷可以用于IT而不是數(shù)據(jù)中心開銷。作為托管客戶，這意味著峰值PUE越低，可能您在設(shè)施內(nèi)擴(kuò)展IT負(fù)載的空間就越大。
例如，考慮一處60兆瓦的數(shù)據(jù)中心。我們假設(shè)其峰值機(jī)械PUE和峰值電氣PUE與ASHRAE的新數(shù)據(jù)中心效率標(biāo)準(zhǔn)相一致，因此峰值機(jī)械PUE為1.45，峰值電氣PUE為1.25，總峰值PUE為1.7。如果我們將總體效用負(fù)荷(60兆瓦)視為一個餅，那么機(jī)械開銷就占26%，電費和損耗占15%。這使得59%的份額(超過35兆瓦)可用于IT負(fù)載。
現(xiàn)在假設(shè)另一處具有1.15的超高效峰值機(jī)械PUE和1.1的超高效峰值電氣PUE的數(shù)據(jù)中心，因此其總峰值PUE為1.25。那么，其機(jī)械開銷占60兆瓦餅的12%，電費和損耗占8%。這使得餅的80%(48兆瓦)可用于IT負(fù)載。
這對于托管客戶意味著什么?這意味著數(shù)據(jù)中心提供商不得不耗資26億美元的基礎(chǔ)設(shè)施，而IT負(fù)載將增加37%。
降低數(shù)據(jù)中心的PUE
IT設(shè)備不斷改進(jìn)，既增加了容量和效率，但支持這些IT設(shè)備的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)(冷卻系統(tǒng)、變壓器和UPS)卻沒有太大變化。因此，數(shù)據(jù)中心節(jié)能的最大機(jī)會是提高冷卻和電氣系統(tǒng)的效率。由于與冷卻系統(tǒng)相關(guān)的能源消耗通常大于與電費和損耗相關(guān)的能源消耗，所以在數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)效率增益的最大單一機(jī)會是其冷卻系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新以降低年化PUE(并降低成本)
不同數(shù)據(jù)中心之間的PUE存在很大額差異。那么，究竟哪些因素造成了能源效率的差異呢?這是一個重要的問題，因為了解造成數(shù)據(jù)中心的能源效率差異的原因是評估一處數(shù)據(jù)中心較之另一處數(shù)據(jù)中心達(dá)到PUE要求的相對能力的關(guān)鍵。
在Aligned公司的數(shù)據(jù)中心，我們保證年化PUE為1.15(我們將其納入租賃協(xié)議)。我們就是通過超高效的電力和冷卻基礎(chǔ)設(shè)施在亞利桑那鳳凰城和得克薩斯州普萊諾等地獲得了超大規(guī)模的效率的。
Aligned數(shù)據(jù)中心所使用的冷卻系統(tǒng)是由Inertech公司設(shè)計的獲獎專利系統(tǒng)。最大效率的推動因素是借助Inertech技術(shù)實現(xiàn)的全年免費冷卻。壓縮機(jī)“調(diào)整”大氣，適應(yīng)室外溫度，每年只以全負(fù)載運行一小段時間，優(yōu)化了能源效率，節(jié)水效率和可靠性。雖然CACTUS冷卻器是能源和節(jié)水的主要驅(qū)動力，但是每個CDU電路可以冷卻至350kW，并且僅使用500瓦特，同時向機(jī)架提供2N冷卻分配。
雖然冷卻系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)運營成本節(jié)約的最大機(jī)會，電力系統(tǒng)的能源效率也很重要。在Aligned數(shù)據(jù)中心，更高的功率傳輸效率支持我們的超低年化PUE，并降低了客戶的公共電力成本。
Aligned數(shù)據(jù)中心更高的電力交付效率的一個推動因素是低壓開關(guān)柜，可提高電氣系統(tǒng)的效率和正常運行時間。脫扣器提供增加的智能，可以顯著提高系統(tǒng)效率并降低成本。另一大推動要素是效率超過98%的UPS。與其他UPS系統(tǒng)不同，Aligned數(shù)據(jù)中心的UPS系統(tǒng)僅在斷電期間運行，其單轉(zhuǎn)換設(shè)計消除了在使用關(guān)鍵負(fù)載之前將輸入功率轉(zhuǎn)換為兩倍的低效率。
冷卻系統(tǒng)效率和電氣系統(tǒng)效率使得Aligned數(shù)據(jù)中心能夠保證每年的PUE為1.15，為我們的客戶節(jié)省了大量成本。共計實現(xiàn)了多少節(jié)約呢?在我們的冷卻系統(tǒng)對比德州普萊諾的一處傳統(tǒng)冷水機(jī)組的測試中，在5兆瓦的負(fù)載下，我們的系統(tǒng)每年使用的能源減少了79%，所獲節(jié)約直接變?yōu)榱丝蛻舳▋r模式的優(yōu)惠。
數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新降低峰值PUE(并增加可擴(kuò)展性)
雖然年化PUE可以幫助節(jié)省運營成本，但峰值PUE則可以節(jié)省資本成本，提高IT負(fù)載的可擴(kuò)展性。傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)可以在許多環(huán)境中實現(xiàn)相對較低的年化PUE，并且仍然具有非常高的峰值PUE(1.8并不罕見)。 因此，對托管數(shù)據(jù)中心的年化PUE和峰值PUE進(jìn)行評估對于真正準(zhǔn)確地比較能源效率及其對租賃成本和IT負(fù)載可擴(kuò)展性的影響是至關(guān)重要的。
由于Aligned數(shù)據(jù)中心的效率非常高(總峰值PUE為1.25)，所以功耗要求遠(yuǎn)低于可能具有峰值PUE為1.8的傳統(tǒng)系統(tǒng)。 由于電力需求較低，較大份額的電力可以用于IT負(fù)載。 換句話說，您企業(yè)從相同的電源中所獲得的IT負(fù)載越多(更多的價值)。
在Aligned數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)與德州普萊諾的傳統(tǒng)冷水機(jī)對比的測試中，在5兆瓦的負(fù)荷下，Aligned的系統(tǒng)的峰值功率比傳統(tǒng)的冷水機(jī)組低63%。假設(shè)相等的電氣系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的冷水機(jī)組數(shù)據(jù)中心相比，減少了63%的基礎(chǔ)設(shè)施，以支持Aligned的數(shù)據(jù)中心。較少的基礎(chǔ)設(shè)施意味著更少的資本成本，更多的IT負(fù)載將得到擴(kuò)展。
在Aligned數(shù)據(jù)中心，客戶端門戶可以讓每家客戶都完全了解其數(shù)據(jù)中心的性能。儀表板提供了關(guān)鍵性能指標(biāo)的高級和深入的數(shù)據(jù)視圖，包括實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。客戶對于能源KPI數(shù)據(jù)具有可視化，包括實時和歷史數(shù)據(jù)，每千瓦時成本，以及每個站點或多個位置的峰值功率。
企業(yè)客戶在對比評估潛在托管數(shù)據(jù)中心供應(yīng)商時需關(guān)注的8大問題
如果您企業(yè)正在考慮采購?fù)泄軘?shù)據(jù)中心服務(wù)，您將聽到許多托管服務(wù)提供商宣稱的PUE。那么，您要如何確保對不同數(shù)據(jù)中心之間的年化PUE和峰值PUE進(jìn)行充分的比較呢?我們建議您可以問供應(yīng)商這八個問題：
1、我企業(yè)正在考慮的數(shù)據(jù)中心設(shè)施的年化PUE是多少?其是如何計算的?
2、我企業(yè)正在考慮的數(shù)據(jù)中心設(shè)施的峰值PUE是多少?其是如何計算的?
3、對于年化PUE和峰值PUE：
數(shù)據(jù)是如何收集的?
什么類型的設(shè)備收集數(shù)據(jù)?
報告價值涵蓋的時間范圍是怎樣的?
收集個別數(shù)據(jù)點的頻率是怎樣的?
4、PUE是否用于確定我企業(yè)每月的能源成本?哪個PUE值將用于我企業(yè)的定價?
5、服務(wù)水平協(xié)議(SLA)中是否保證定義的年化PUE?
6、機(jī)械開銷中多少效用負(fù)載?又有多少電費開銷?
7、供應(yīng)商的技術(shù)如何推動能源效率?
8、供應(yīng)商有什么機(jī)制可以看到實時和歷史的PUE數(shù)據(jù)?
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